Biologia Resumen Lodish PDF

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son la mayoria de los capitulos que podemos encontrar en lodish para que puedas ir leyendo y entendiendo mejor ...

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7.5: MECANISMOS MOLECULARES DE REPRESION Y ACTIVACION DE LA TRANSCRIPCION Los represores y activadores actúan sobre la transcripción de genes , pudiendo alterar la disposición de la cromatina permitiendo o evitando que los factores se unan a los promotores.( La cromatina es la forma en la cual se envuelve el ADN sobre unas unidades llamadas nucleosomas formadas por las HISTONAS. En el nucleosoma se envuelven 147 nucleótidos. Hay varias histonas en las cuales destacan las HISTONAS 2A y 2B ( las colas) las cuales al sufrir modificaciones modifican la cromatina.) Además los activadores y represores pueden unirse a un complejo llamado MEDIADOR el cual se une a la POL 2 y regula la unión de los factores que forman el complejo de transcripción

y cuatro llama mas SIR 2. Gracias a estas interacciones la cromatina se comienza a condensar y varios telómeros también se asocian a este complejo, evitando que proteínas activadoras o factores vengan y se unan al ADN. NOTA: Las histonas al se proteínas tienen residuos en donde se acetilan o no se acetilan: 1. Lisina: si se acetila evita que sir 3 y 4 se unan y el gen no se reprime 2. La

FORMACION DE GENES DE SILENCIAMIENTO DE LA HETEROCROMATINA Los genes que se encuentran inactivos se ubican en la región condensada de la cromatina llamada heterocromatina y los que si se expresan se encuentran en la EUCROMATINA. Las regiones de los telómeros y centrómeros son heterocromatina por lo que genes ubicados en estas regiones o cercanas a ellas no se expresan. Para representar esta activación de genes se estudio regiones de eucromatina y heterocromatina de la S. cervisae. Esta tiene en su cromosoma 3 una región llamada MAT que es eucromatina, en cambio tiene regiones cerca de los telómeros llamadas HML y HMR, las cuales se mantienen silenciadas por secuencias silenciadoras cercanas a ellas que lo que hacen es interaccionar con proteínas para que se forme heterocromatina en estas regiones y suprimir a genes. Estas s cervisae tienen genes llamadas A y ALFA que se encargan de fabricar factores de transcripción para que regulen de que manera la s cervisae crecerá : si es haploide o diploide. Estos genes pueden mantenerse suprimidos si se encuentran en las regiones HML y HMR, ( de heterocromatina ), en cambio si se encuentran en al región MAT, pueden activarse. Ahora para poder expresarse encaso de estar en regiones de heterocromatina , los genes A y Alfa se pueden ir a la región MAT cuando se de una recombinación entre cromátidas hermanas en la división celular. L a forma en como actúan las secuencias silenciadoras en HML y HMR es la siguiente: Estas secuencias carecen de nucleosomas y se asocian a unas proteínas llamadas RAP 1. Rap 1 atrae a las proteínas SIR 3 y 4. SIR 4 atrae a SIR 2 ( Esta es una HISTONA DESACETILASA que comienza a des acetilar a las colas de las histonas H3 y H4 de los nucleosomas vecinos). Una vez que actúa SIR 2 vienen a unirse las colas des acetiladas de histonas las SIR 3 y 4,

glutamina y la glicina participan en esta des acetilación , anulando genes LOS RERESORES PUEDEN DIRIGIR LA DESACETILACION EN GENES ESPECIFICOS. Esta comprobado que la des acetilación de las colas de histonas es un mecanismo represor para la expresión génica. Esto se debe a que cuando las Lisinas de las histonas no se encuentran acetiladas, estas expresan una CARGA POSITIVA, que por interacciones electroestáticas se une a los fosfatos del ADN que tienen carga negativa, haciendo que el ad se junte y se condense, y no solo interactúan con el ADN , si no también con histonas vecinas. En cambio si las lisinas se neutralizan por la acetilación , el ADN se relaja y sobre el pueden formar se los complejos de pre iniciación de la transcripción. Para que se de el proceso de des acetilación debe actuar un complejo DESACETILASA sobre una región especifica de la siguiente manera ( LEVADURAS) : Una proteína llamada UME 6 se une a una secuencia llamada URS 1 por su dominio de unión al ADN ( DBD). Ume 6 tiene dominio de represión (DR) , que es un lugar para que venga el complejo proteico SIN 3. Sin 3 contiene a la deacetilasa RPD3. Una ve que se unen rpd3 puede actuar sobre las histonas vecinas desaceitándolas y activando a las lisinas para que comiencen a condensar el ADN.

También se ha visto que los dominios de represión como los de la ume 6 , pueden en ausencia de histonas evitar la formación de complejos de pre iniciación.

octámeros de histona y se muevan, haciendo que estos nucleosomas ( son los octámeros) se comiencen a deslizar sobre el ADN. Gracias a esto los factores de transcripción pueden unirse a las regiones de ADN. Además también actúan como coactivadores de complejos acetilasas, permitiendo también evitar la condensación de la cromatina al unirse a las colas acetiladas de las histonas. EL COMPLEJO MEDIADOR FORMA UN PUENTE MOLECLAR ENTRE LOS DOMINIOS DE ACTIVACION Y LA POLIMERASA II

LOS ACTIVADORES PUEDEN DIRIGIR LA ACETILACION DE HISTONAS EN GENES ESPECIFICOS Los dominios de activación de activadores que se unen al ADN funcionan gracias a complejos de coactivadores a ellos. El mejor descrito es el complejo SAGA ( levadura). Proceso De Activación: Primero viene a la unirse en las regiones UAS los Gcn4 por sus dominios de unión al ADN ( DBO). Gcn4 tiene un dominio activador (DA) en donde se une un complejo multi proteico HISTONA ACETILASA ( la subunidad catalítica es Gcn5) que comienza a acetilar a las lisinas de histonas cercanas a ese lugar permitiendo que el ADN se relaje y luego vengan los factores de transcripción a unirse. La acetilación también favorece directamente a la unión de factores de transcripción que en sus dominios de unión al ADN tengan BROMODOMINIOS ( Como TFII D que se une a nucleosomas acetilados con alta afinidad). Por eso los nucleosomas de regiones promotoras muy activas siempre son hiperacetilados. En mamíferos tienen uno homologo al complejo saga formado por CREB ( Factor de transcripción) en donde viene a

unirse CBP que tiene actividad de histona acetilasa. LOS FACTORES DE REMODELACION DE LA CROMATINA CONTRIBUYEN A ACTIVAR O REPRIMIR LA TRANSCRIPCION Complejos que remodelan la cromatina también actúan como activadores. El complejo caracterizado: SWI/SNF actúan sobre el ADN enrollado en los nucleosomas. Gracias a su actividad helicasa que utiliza ATP, hace que el ADN separado se comiencen a separar de los

Una vez que los dominios de activación al haber interactuado con complejos acetilasas y remodelantes de la cromatina han logrado abrir espacio para la unión de factores de transcripción luego los dominios de activación de los activadores interaccionan con complejos MEDIADORES. Encargados de permitir que se ensamble el complejo de pre iniciación en el promotor al interactuar con la Las subunidades RBP 3,4,7,11 de la Pol 2 y al mismo tiempo con mas activadores. Las levaduras son muy dependientes de estos complejos mediadores haciendo que pequeñas mutaciones en los mismos bloquen por completo la transcripción de la mayoría de sus genes.

7.6

REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LOS FACTORES DE TRANSCRIPCION: Muchas señales hormonales permiten activar los factores de transcripción. Esto se da cuando una hormona se une aun receptor en la membran celular. La porción interior de la membrana se activa y desencadena una serie de señales que permiten activar los factores de transcripción o inactivarlos. También hormonas que son liposolubles como las hormonas esteroideas, retinoides, y tiroideas se adentran sin ningún intermediario a la membrana celular y se unen a receptores llamados SUPERFAMILIA DE RECEPTORES NUCLEARES que se convierten en factores de transcripción al unirse a estas hormonas. TODOS LOS RECEPTORES NUCELARES COMPARTEN UNA ESTRUCTURA DE DOMINIO COMUN.

Los receptores nucleares tienen un DOMINIO DE ACTIVACION en el extremo N-terminal. El DOMINIO DE UNION AL ADN es un dedo de cinc C4. Tienen un DOMINIO DE UNION A LA HORMONA, que se encuentran en el C terminal LOS ELEMENTOS DE RESPUESTA AL RECEPTOR NUCLEAR CONTIENEN REPETICIONES DIRECTAS O INVERTIDAS Los sitios de ADN donde se unen los receptores nucleares se llaman ELEMENTOS DE RESPUESTA. Los elementos de respuesta pueden tener secuencias invertidas o de repetición directa (ósea que no son invertidas) como indica el grafico. En las repeticiones

histonas. En cambio cuando se unen las hormonas estos estimulan la hiper acetilación de histonas y estimulan a la unión del complejo MEDIADOR par iniciar el complejo de pre iniciación En cambio los receptores homodiméricos se encuentran en el citoplasma . Cuando noes tan unidos a hormonas, se unen a las chaperonas Hsp 90 y 70, que lo mantiene en el citoplasma. Cuando ya toman contacto con sus hormonas, se disocian y se introducen al núcleo donde activan los complejos remodeladores de cromatina y a las histonas acetilasas

LOS METAZOOS REGULAN LA TRANSICION DE LA POL II DE LA INICIACION A LA ELONGACION Se descubrió que al transcripción no solo se regula en la etapa de iniciación de la transcripción , sino también en la etapa de elongación. Y esto se vio en: indirectas se unen los receptores homodiméricos ( es decir se unen dos recetores de hormona) para reconocer estas repeticiones que se dirigen en sentido contrario de los elementos de respuesta. En cambio para las repeticiones directa se unen HETERODIMERICOS que son los receptores de las hormonas unidos a la proteína RXR y reconocen las secuencias directas de los elementos de respuesta.

Las proteínas de choque térmico llamadas chaperonas tienen al función de que cuando las proteínas se desnaturalicen por sucesos externos a la célula, ellas puedan plegarlas correctamente de nuevo. Los genes de

LA UNION DE LA HORMONA A UN RECEPTOR NUCLEAR REGULA SU ACTIVIDAD COMO UN FACTOR DE TRANSCRIPCION Son llamados receptores nucleares hetero dimericos los cuales es el receptor propiamente de la hormona y que se unen al RXR que reconocen las repeticiones directas ( que van en el mismo sentido). En cambio son llamados homodiméricos los que se unen dos receptores de la hormona misma y reconocen los ELEMENTOS DE RESPUESTA con secuencias invertidas. Los heterodímeros se encuentran exclusivamente al núcleo y cuanto no estan unidos a hormonas suprimen la expresión génica al unirse a sitios del ADN y por la estimulación de los mismos para la des acetilación de

estas chaperonas siempre se encuentran suspendidas, es decir, las células con antelación inician el proceso de transcripción y paran a la poli 2 en La etapa de elongación (200 pbs después del inicio) , para que en caso de que por aumento de la temperatura u otros factores las proteínas se desnaturalicen, al célula rápidamente quite el bloqueo de la poli 2 y forme muchas chaperonas para recuperar a las proteínas. Y esto lo hace con el factor HSTF que se une a sitios cercanos al promotor y vuelve a activar a la pol 2.

7.8 OTROS SITEMAS DE TRANSCRIPCION EUCARIONTE La polimerasa 1 y la 3 no dependen de la hidrolisis tde atp para separar las hebras e iniciar la transcripción. La iniciación de los complejos de preiniciación de la pol 1 y 3 se asocian a la tasa de crecimiento y la proliferación de la célula LA INICIACION DE LA TRANSCRIPCION POR POL 1 El incio de la transcripción se encuentra en a secuencia llamada ELEMENTO CENTRAL ( -40 a +5). Tiene un ELEMENTO CONTROL corriente arriba (-155 a -160 ). Para la formación del complejo de preiniciacion primero se une la proteína UBF y SL1, Una proteína con una subunidad TBP y 4 proteinas asociadas con TBP que se llaman TAF1 ( encargadas de dirigir a la pol 1 al sitio de la transcripción). Otros factores necesarios: 1. TIF-A, caseína cinasa 2 ( CK2), Actina nuclear, miosina nuclear, SIRT 7 ( desacetilasa) , topoisomerasa 1 Se encarga de transcribir el arn ribosómico 18s: 28s : 5,8s. La transcripción de estos arn se deben controlar ya que estos permiten el crecimiento y división celular. Una proteína que regula su actividad son los complejos de remodelación de la cromatina NoRC. Estos localizan nucleosomas donde se encuentra la región promotora de la pol 1 y inhibe la iniciación del complejo de preiniciacion. Además activa una metiltransferasa de CpG para evitar que el UBF se una, además crean espacios para que histona desacetilasas vengan y se unan. Una ARN no codificante llamado pARN ayuda a la NoRC a cumplir esos objetivos . Esta se encuentras ubicada 2kpb corriente arriba del inicio de la transcripción de la Pol 1. Esta se une en una secuencia terminadora llamada T0 atrayendo a la NoRC. Luego se atrae a una metiltransferasa llamada DNMT3B para que metile los secuencias CpG INICIACION POR LA POL 3 Las regiones promotores de los genes que son codificados por la pol 3 que son los de ARN T y ARN 5s se encuentran dentro de la secuencia transcrita. Promotores: ARN de transferencia tiene las cajas A y B, el ARN 5s tiene las cajas C. Para iniciar la transcripción participan a la formación de ARN T los factores TF3 B y C. Los ARN 5s también utilizan TF3 B y C , pero también utilizan TF3 A. En el inicio del proceso viene el TF3 B el cual tiene una subunidad BRF ( homologa a la función de TF2B ) que tiene la función de helicasa, abriendo las cadenas para que vengan y se una la pol 3 para inciar la

transcripción. TF3 B tiene tambien al subunidad TBP que permite la transcripción de pol 3 en genes de ARN pequeños que tienen cajas tata. EJEMPLO: El gen del Sn ARN U6 tiene una caja tata que interactua con el TB del TF3 B además de otro promotor ubicado corriente arriba del trascrito llamda PSE en donde viene a unirse tambien la proteína SNAPC. Inhibidores o reguladores de la POL 3: MAF1: inhibe la transcripción de la pol 3 al inhibir la unión de BRF de TF3 B y la pol 3. Se activa cuando el estrés o falta de nutrientes provocan cascadas de fosforilaciones que hace que esta proteína se introduzca al interior del núcleo P53 y las proteínas del retinoblastoma TRANSCRIPCION MITOCONDRIAL Las arn polimerasas de mitocondria se sintetizan en el núcleo de lace lula para luego ser transportados a la matriz mitocondrial. Esta polimerasa tiene una subunidad grande ( T7) que tiene la actividad de polimerasa y una subunidad pequeña llamada TFBM que es parecido al sigma de bacterias. Además necesitan para iniciar que venga un factor llamado TFAM a unirse a los sitios de inicio. Las mitocondrias tienen un genoma circular y tiene un sitio de inicio ( donde están promotores de 15 pb) por cada hebra el cual es rico en Adeninas. Luego que se transcriben el pre arn, se rompe para formar ARN mensajero y ARN ribosómico CAPITULO 8 8.1 PROCESAMIENTO DEL PRE-ARN MENSAJERO EUCARIONTE Cuando apenas comienza a salir el extremo 5’ del transcrito de la Pol 2 unas proteínas se encarga de ponerle un casquete 5’, después mientras sigue saliendo el arn varias proteínas se asocian varias proteínas encargadas del corte y del empalme eliminan así las regiones intronicas y una vez terminado la transcripción vienen otras proteínas uniéndose en extremo poli A que me pondrán la cola poli a. El objetivo de cubrir los extremos es para evitar que las enzimas del núcleo me degraden el arn recién sintetizado . Además la cola poli a y el casquete me permiten identificar el arn m de todos los arn m del núcleo. Una vez formado el arn m maduro este sale del núcleo por los poros nucleares asociado a proteínas transportadoras. En ningún momento de todo este proceso el arn m se a mantenido libre, siempre se a mantenido asociado a estos complejos de proteínas llamadas COMPLEJO DE RIBONUCLEOPROTEINA.

LA CAPERUZA 5’ SE AÑADE A LOS ARN NACIENTES POCO TIEMPO DESPUES DE LA INICIACION DE LA TRANSCRIPCION Cuando comienza a salir el transcrito se añade el casquete 5’. Se da gracias a que al inicio la Pol 2 tiene una actividad lenta gracias a la unión del NELF y DSIF. Cuando se llega a los 25 nucleótidos se comienza a formar el casquete. PROCESO: La enzima dimerica encargada es la FORMADORA DEL CAPUCHON, que primer se une al CTD fosforilado por TF2H del RTRB 1 de la POL 2. Una vez que se une la enzima se activa, esta reconoce el extremo 5’ trifosfato del arn naciente ( es trifosfato porque antes de el no hubo un nucleótido para formar un enlace fosfoester), en donde su unidad FOSFO HIDROLASA RETIRA el fosfato Y ( el ultimo fosfato). Luego una GUANIL TRANSFERASA trae un GMP para que su extremo 5’ se una con el extremo 5’ del arn. Luego se metila el carbono 7 de la guanosina y el 2 de la ribosa gracias a transferasas que lo sacan del S adenosil metionina del ambiente. Una vez formada el casquete una cinasa dependiente de ciclina llamada CDK 9 ciclina T fosforila las serinas 2’ del CTD permitiendo que la polimerasa vuelva a elongar rápidamente. El objetivo del casquete es evitar que las 5’ exoribonucleasas degraden el extremo 5’.

UN GRUPO DIVERSO DE PROTEINAS CON DOMINIOS DE UNIN AL ARN CONSERVADOS SE ASOCIAN CON LOS PRE-ARNm Las proteínas que se mantiene unidos al arn mensajero durante todo su estadio en la célula se denominan PARITUCLAS DE RIBONUCLEOPROTEINA HETEROGENEAS (

hnRNP) que contienen arn heterogéneo nuclear ( pre arn mensajero unido a otros arn nucleares). Contribuyen a los proceso del corte y empalme, poli adenilizacion y la exportación de arn al citoplasma. Las proteínas HnRNP tiene dominios de unión al ARN y dominios para interactuar con otras proteínas FUNCIONES DE LAS PROTEINAS hnRNP: Gracias a la unión de estas proteínas, el pre ARNm se mantiene de manera uniforme y se evita la creación de horquillas con bases complementaria en el arn , permitiendo que las proteínas que actúen en su preparación puedan actuar sin ningún problema. Los HnRNp tienen diferentes zonas de unión al pre ARN: HnRNP A1, C, D: interactúan con regiones ricas en pirimidinas ( uracilo y citosina ) de los extremos 3’ de los intrones. Tambien otras se unen a las regiones que permiten identificar donde se debe realizar le corte y empalme para eliminar intrones. Y otras se ha visto que ayudan al transporte hacia el citosol del arn. MOTIVOS DE UNION AL ARN: Son las regiones de los HnRNP que se unen al ARN, llamados también RPM. Tienen generalmente 80 aminoácidos y de estos salen 2 secuencias altamente conservadas RNP1 y 2. Uno de los dominios de estas proteínas HnRNP llamado RRM, se compone de una lamina B formada por 4 hebras de aminoácidos que están rodeadas de 2 helices alfa. En las 2 hebras centrales que forman la lamina B se encuentran las secuencias RNP 1 y 2 que gracias a sus cadenas laterales cargadas positivamente pueden interaccionar con los fosfatos del arn cargados negativamente.

las G/U del extremo 5’ cuando se despegue el intrón formando un Lazo Cuando se una la guanina . También en el intrón hay una región rica en pirimidinas ( importante) en dirección 3’del intrón. del extremo 5’a la

Adenina del extremo 3’ , la guanina se une al carbono 2’ del azúcar de la adenina formando un enlace 2’5’ fosfodiéster. . El corte y empalme se realiza por REACCIONES DE TRANSESTERIFICACION SECUENCIALES Otro motivo estructural que permite unirse a los ARN es el KH ( 45 aa) de las proteínas K hn-RNP. Es similar a los RRM, pero más pequeños. Tienen una lamina B ( formada de 3 hebras de aminoácidos) y 2 helices alfa. Aquí el arn se va a unir a aminoácidos hidrfobos de las hélices alfa y de la B Otro motivo que tienen las proteinas HnRNP son son las cajas RGG que tienen 5 repeticiones de esta secuencia ( arginina- glicina-glicina) que permiten la unión al ADN.

DURANTE EL RPCESO DE CORTE Y EMPALME LOS snARN FORMAN APAREAMIENTOS DE BASES CON EL PRE-ARNm Los arn nucleares pequeños ( Sn ARN) tienen la función de aparearse con algunas bases del pre-ARNm para que se de el corte y el empalme. Estos son ricos en uracilos , y hay varios tipos: U1,U2,U4,U5,U6. Se asocian a partículas de ribo nucleoproteína nucleares pequeñas (snRNP). Van de 107-200 nucleótidos. Para que se de el corte y empalme , se deben unir el extremo 5’de un pre arn mensajero y la región 5; del snARN U1. Sn RNA U2 se aprea con la secuencia del PUTNODE RAMIFICACION del curay

EL PROCE DE CORTE Y EMPALME SE PRODUCE EN SECUENCIAS CORTAS, CONSERVADAS EN LOS PRE-ARNm A TRAVES DE DOS REACCIONES DE TRANSESTERIFICACION. Para que se el arn m funcional maduro se debe...